物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理影響系統(tǒng)設(shè)計

手動配置設(shè)備的日子已經(jīng)一去不復返了。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的世界中，隨著數(shù)以百萬計的智能互聯(lián)設(shè)備激增市場，必須有一個可擴展且可靠的解決方案來配置和管理設(shè)備。這就是使設(shè)備管理成為當今互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)必不可少的組成部分的原因，并且需要將周到的設(shè)備管理設(shè)計到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。這是 IoT 設(shè)備管理的簡要概述。

快速了解 IoT 設(shè)備管理

設(shè)備管理 (DM) 有兩個主要方面：

新設(shè)備的入職。例如，供應配置以在大型工業(yè)場所部署 10,000 個智能燈泡

在整個生命周期內(nèi)管理已安裝的設(shè)備。涉及安全配置、身份和訪問控制、配置管理、設(shè)備健康遠程監(jiān)控以及未使用設(shè)備的報廢

物聯(lián)網(wǎng)和移動設(shè)備（智能手機、平板電腦等）的 DM 可能看起來相似，但前者更具挑戰(zhàn)性，因為在操作系統(tǒng)、應用程序和服務(wù)層功能方面，任何部署中的設(shè)備都高度異構(gòu)組合.

出于成本效益的原因，IoT DM 平臺通?；谠?，并且通常內(nèi)置于 IoT 解決方案中。在設(shè)計產(chǎn)品的應用程序和服務(wù)層時，您可以選擇將它們定制為特定的云平臺（例如 Amazon Web Services、Microsoft Azure、IBM、Predix），或者將它們設(shè)計為與平臺無關(guān)。

自動化設(shè)備配置服務(wù)注冊具有不同地理位置存在點的新設(shè)備，管理設(shè)備配置，通過推送無線 (OTA) 補丁和更新來保護設(shè)備，并在設(shè)備重新連接或重新定位時重新配置設(shè)備。為了安全高效地訪問設(shè)備狀態(tài)信息和健康數(shù)據(jù)，并促進分析和業(yè)務(wù)應用程序開發(fā)，每個設(shè)備的虛擬副本都在云端維護。該副本由各種云平臺以各種名稱引用——例如，數(shù)字或設(shè)備孿生和設(shè)備影子。云端和邊緣的數(shù)字副本與物理設(shè)備準實時狀態(tài)同步。這種機制可以更好地了解設(shè)備狀態(tài)、安全狀況、其軟件和固件版本以及設(shè)備運行狀況（圖 1）。

圖 1：DM 在邊緣和云端使用狀態(tài)同步的數(shù)字副本。（來源：實用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全，Packt）

DM 設(shè)計的基本方面

任何物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計都必須考慮 DM 的以下基本方面：

身份驗證和配置

配置和控制

監(jiān)控和診斷

維護和修補

身份驗證和配置

除非內(nèi)置足夠的安全性，否則網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備為攻擊者提供了極好的切入點。設(shè)備連接后，DM 平臺需要驗證新設(shè)備確實值得信賴。在身份驗證期間，設(shè)備通過使用憑據(jù)建立其身份。默認用戶名和密碼是機器對機器世界中最不可靠的憑據(jù)。使用密鑰和證書的無密碼身份驗證以及基于硬件的信任根是更適合考慮的憑據(jù)。一些原始設(shè)備制造商會在發(fā)貨前安裝證書?？梢匝刂溙砑宇~外的證書以創(chuàng)建信任鏈。憑據(jù)的安全存儲、運行時處理、功耗等是現(xiàn)階段的重要考慮因素。

配置和控制

通常，您的設(shè)備會附帶默認配置。部署后，DM 平臺應用特定于用例的配置，例如位置、唯一 ID 和其他與應用程序相關(guān)的設(shè)置。例如，在車隊管理系統(tǒng)中用于跟蹤位置和報告車載遙測的設(shè)備需要使用車輛的牌照或車輛識別號以及通知頻率進行編程。遠程可編程性和安全應用程序編程接口和配置接口是現(xiàn)階段的重要考慮因素。

從控制的角度來看，應該可以遠程關(guān)閉設(shè)備電源或?qū)⑵渲刂靡詮腻e誤狀態(tài)中恢復或報廢。應用固件更新、補丁錯誤和重新加載的遠程命令也是必要的功能。

監(jiān)控和診斷

典型的 IIoT 部署涉及安裝在不容易進行現(xiàn)場故障排除的位置的數(shù)千臺設(shè)備。為了最大限度地減少計劃外停機的影響，及早發(fā)現(xiàn)故障非常重要。大多數(shù) DM 平臺都具有持續(xù)監(jiān)控功能，可以收集設(shè)備運行狀況數(shù)據(jù)，例如 CPU 使用率、帳戶活動、網(wǎng)絡(luò)流量和進程級輸入/輸出活動，以檢測異常情況。為了支持這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)應該生成深入的日志記錄、運行時統(tǒng)計信息和用于遠程分類診斷的進程轉(zhuǎn)儲。

維護和修補

不幸的是，沒有軟件在交付時是 100% 沒有錯誤的。設(shè)備部署后，錯誤和安全漏洞肯定會浮出水面。此外，您可能希望為軟件和固件引入功能增強。因此，在整個產(chǎn)品生命周期中，有必要應用軟件和固件補丁和升級。

這里再次面臨的挑戰(zhàn)是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量眾多，而且它們通常安裝在連接斷斷續(xù)續(xù)的帶寬受限區(qū)域。為了安全起見，有必要設(shè)計能夠在升級窗口期間通過加密通信通道處理 OTA 更新的產(chǎn)品。

結(jié)論

就像設(shè)備的電源模塊一樣，DM 功能似乎不會為產(chǎn)品增加任何差異化價值；因此，他們的加入往往是事后才想到的。然而，這些功能對于減少停機時間和提高運行時效率至關(guān)重要，這直接影響財務(wù)底線。Microsoft、Wind River、Intel 和其他供應商的許多商業(yè)開發(fā)平臺都簡化了 DM 的集成，系統(tǒng)設(shè)計人員和開發(fā)人員可以使用這些平臺。

審核編輯：湯梓紅